Metalurgia Industrial: Procesos, Tipos de Materiales (Ferrosos, No Ferrosos) y Superaleaciones

Introducción a los Materiales Metálicos

Materiales Ferrosos y el Proceso Siderúrgico

Definición de Materiales Ferrosos

Los materiales ferrosos son aquellos cuyo material principal es el hierro, y componen el 90% de los metales usados en la industria.

El Proceso Siderúrgico

Se conoce como proceso siderúrgico al conjunto de operaciones que se realizan para obtener un metal férrico. Este abarca desde la extracción del mineral hasta el producto final.

Proceso de Alto Horno

En este proceso se realiza la fusión de los minerales de hierro y la transformación en un material rico en hierro llamado **arrabio**.

Hornos Eléctricos (Convertidores)

También llamado convertidor, en este se realiza una fusión con oxígeno.

Materiales No Ferrosos

Definición y Ejemplos

Los materiales no ferrosos son aquellos que no contienen una unión de hierro. Algunos ejemplos son: cobre, bronce, zinc, titanio y aluminio.

Procesos de Preparación

Los metales no ferrosos provienen de minerales que se pueden encontrar en la superficie de la Tierra o bajo ella.

Entre los procesos de preparación más utilizados está el pulverizar el mineral y luego mezclarlo con agua y un aceite, para que al aplicar una acción violenta se forme espuma en la que los elementos metálicos quedan suspendidos.

Aleaciones y Superaleaciones

¿Qué es una Aleación?

Una aleación es una combinación de propiedades metálicas, compuesta de dos o más elementos metálicos sólidos.

Características de las Superaleaciones

Las superaleaciones son materiales de alto rendimiento esenciales en ambientes extremos. Sus principales características incluyen:

• Excelente resistencia mecánica.
• Elevada resistencia a altas temperaturas (calor).
• Buena resistencia al ataque del medio ambiente (incluyendo nitruración, carbonización, oxidación y sulfuración).
• Excelente resistencia al *Creep* (termofluencia).
• Resistencia a la ruptura por estrés.
• Buena estabilidad metalúrgica (estabilidad en la superficie).
• Expansión térmica muy útil.
• Resistencia a la fatiga térmica.
• Resistencia a la corrosión.
• Buena resistencia a cargas elevadas.
• Resistencia a las vibraciones.
• Resistencia a la termofluencia (*creep*).

Aplicaciones de las Superaleaciones

Debido a sus propiedades superiores, las superaleaciones se utilizan en industrias críticas:

• Reactores nucleares.
• Carcasas de bombas.
• Motores eléctricos militares.
• Plantas eléctricas.
• Ambientes ácidos o agua salada.
• Industria marina.
• Industria de procesos químicos y petroquímicos.
• Industrias de gas y petróleo.
• Ambientes extremos (alta temperatura).
• Industria aeroespacial y aeronáutica.

Procesamiento de Superaleaciones

Históricamente, la mayoría de las superaleaciones se preparaban mezclando los materiales fundidos. Más recientemente, las superaleaciones son fundidas mediante técnicas avanzadas como:

• Moldeo por inversión o cera perdida.
• Fundición con poliestireno expandido.
• Pulvimetalurgia.
• Fusión en vacío.